JP5471803B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力源から電力が供給され、上下に直列接続される複数のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子を駆動する駆動回路とを備える電力変換装置に関する。

平滑を行うためのコンデンサ（以下では単に「平滑コンデンサ」と呼ぶ。）に蓄積された電荷を放電（放出）させる手段として、従来ではスイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に１以上のスイッチング素子をオフにしたり、スイッチング素子のオン電圧を過電流とならない電圧に低減したりする技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００９−２３２６２０号公報

しかし、特許文献１の技術では、単に高い電圧を供給する電源（ＶＨ）から低い電圧を供給する電源（ＶＬ）に切り換え、上下に直列接続された全てのスイッチング素子について同時にオン／オフの制御を行うに過ぎない。上下に直列接続されたスイッチング素子が同時にオンになったときには、何らかの要因（例えば部品故障や断線等）によってスイッチング素子が過熱したり、過電流が流れたりする場合もあり得る。この場合には、スイッチング素子等を含めて電力変換装置が損傷する可能性がある。

また、上下に直列接続されたスイッチング素子について同時にオン／オフの制御を行う場合、次の問題点がある。第１点は、電流をコントロールする為にゲート電圧を調整しても、スイッチング素子のばらつき（個体差）でスイッチング素子に引加される電圧値がばらつき、放電電流もばらつき、短絡、過電流の制限値を設定することが出来ない。第２点は、上下に直列接続された個々のスイッチング素子で発熱が分散されてしまう為、上下のスイッチング素子ともに過熱保護の手段を設置しなければならず、また過熱の制限値も設定することが出来ない。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電させる場合、スイッチング素子等の損傷を防止するとともに、過電流や過熱の要因となるスイッチング素子を特定することで過電流や過熱をより確実に防止する電力変換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１，２に記載の発明は、電力源から電力が供給され、上下に直列接続されて前記電力を変換する複数のスイッチング素子と、前記電力を受けて作動して前記複数のスイッチング素子を駆動する通常時駆動回路と、を備える電力変換装置において、前記電力源とは別個に設けられ、通常時および放電時のうちで少なくとも前記放電時には電力を供給するバックアップ電源と、前記放電時に前記バックアップ電源から供給される電力を受けて作動し、上下に直列接続されたスイッチング素子のうちで一方のスイッチング素子を前記通常時駆動回路が出力する駆動信号よりもオン期間（すなわちスイッチング素子がオン駆動される期間）を短くしてオン／オフ駆動し、他方のスイッチング素子を常時オンして、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電時駆動回路と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、複数のスイッチング素子を駆動する回路として、通常時駆動回路のほかに放電時駆動回路を備える。バックアップ電源から供給される電力を受けて作動する放電時駆動回路は、上下に直列接続されたスイッチング素子のうちで一方のスイッチング素子を通常時駆動回路が出力する駆動信号よりもオン期間を短くしてオン／オフ駆動し、他方のスイッチング素子を常時オンするように駆動する制御を行う。

スイッチング素子は「オン／オフを繰り返すと熱（温度上昇）しやすい」という特性があるので、オン／オフ駆動を行う一方のスイッチング素子で熱が発生する。そこで、他方のスイッチング素子を常時オンするように駆動することにより、熱の発生を一方のスイッチング素子に集中させ、許容温度値を超えて過熱しないように制御できる。なお放電を早期に終わらせるためには、スイッチング素子を完全飽和させる制御電圧（以下では単に「飽和電圧」と呼ぶ。）で常時オンするのが望ましい。

またスイッチング素子は「制御電圧に応じて電流が変化する」という特性があるので、オン／オフ駆動によるオン期間には電流が流れる。ところが、何らかの要因によってオン期間に流れる電流が許容電流値を超えて過電流になる可能性がある。そこで、通常時駆動回路が出力する駆動信号よりもオン期間を短く制御し、スイッチング素子に過電流が流れる確率を低く抑えることができる。オン期間を短くするにつれて過電流が流れる確率も低くなるので、スイッチング素子をオンに駆動できる最短のオン期間（スイッチング素子の種類や個体にもよるが例えば５〜２０[μｓ]等；以下では単に「極小期間」と呼ぶ。）で駆動するのが望ましい。極小期間でのオン駆動は、放電開始時や、当該放電開始時から所定期間で行うのが望ましい。

したがって、平滑コンデンサを放電させる場合、熱の発生を少なく抑えるとともに電流を少なく抑えられるので、スイッチング素子等の損傷を防止することができる。電力源が停止した場合でも実現されるので、フェールセーフ機能を向上できる。過電流や過熱の要因となるスイッチング素子を一方のスイッチング素子に特定するので、過電流や過熱をより確実に防止することができる。

なお、「電力源」は例えば電力を供給可能な直流電源（バッテリー等），システム電源，コンバータ回路などが該当する。「通常時」は出力機器に出力する通常の電力変換を行う時期や期間を意味し、「放電時」は電力変換を行わずに平滑コンデンサに蓄積された電荷の放電を行う時期や期間を意味する。よって、通常時と放電時とが同時期になることはない。「スイッチング素子」にはスイッチング機能を奏する任意の半導体素子を用いることができ、例えばＦＥＴ（具体的にはＭＯＳＦＥＴ，ＪＦＥＴ，ＭＥＳＦＥＴ等）、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、パワートランジスタ等が該当する。「平滑コンデンサ」には平滑機能を実現するために電荷の蓄積と放電（放出）が可能な任意の回路素子を用いることができ、キャパシタ等の蓄放電手段を含む。「通常時駆動回路」はスイッチング素子ごとに対応して備える必要があるが、「放電時駆動回路」は電力変換装置内に一以上を備えればよい。

請求項１に記載の発明は、さらに前記放電時駆動回路は、前記スイッチング素子に流れる電流を検出するにあたってピーク電流値を一時的に保持するピークホールド部と、前記ピークホールド部によって保持される前記ピーク電流値に基づいて、前記複数のスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を含むことを特徴とする。通常時駆動回路が出力する駆動信号よりもオン期間を短くしてオン／オフ駆動を行うと、スイッチング素子に流れる電流（特に最大値を示すピーク電流値）を正確に検出できない場合がある。この構成によれば、ピークホールド部がスイッチング素子に流れる電流のピーク電流値を一時的に保持するので、オン期間がどんなに短くてもピーク電流値を正確に検出することができる。こうして保持されたピーク電流値に基づいて、駆動信号生成部が駆動信号を生成するので、過電流をより確実に防止することができる。

請求項２に記載の発明は、さらに前記放電時駆動回路は、前記スイッチング素子に流れる電流を検出するにあたってピーク電流値を一時的に保持するピークホールド部と、搬送波を生成する搬送波生成部と、前記ピークホールド部によって保持される前記ピーク電流値と、前記搬送波生成部によって生成される前記搬送波とに基づいて、前記搬送波の周波数に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、前記パルス信号生成部によって生成されるパルス信号に基づいて、前記複数のスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を含むことを特徴とする。この構成によれば、ピークホールド部によって保持されるピーク電流値は一定値で維持されるので、パルス信号生成部は搬送波と基本波とが交差するタイミングでオン／オフが切り換わるパルス信号を生成する。搬送波を一定の周波数で生成することによって、生成されるパルス信号の時間精度が向上する。このパルス信号に基づいて生成する駆動信号によって一方のスイッチング素子をオン／オフ駆動するので、過電流や過熱をより確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明は、前記搬送波生成部は、前記通常時駆動回路が出力する駆動信号の周波数よりも高い周波数で前記搬送波を生成することを特徴とする。この構成によれば、周波数が高くなるにつれてパルス信号の時間精度も向上してゆくので、通常時駆動回路が出力する駆動信号の周波数よりも高い周波数で搬送波を生成することで、過電流や過熱をさらに確実に防止することができる。

請求項４に記載の発明は、前記放電時駆動回路は、前記一方のスイッチング素子に対して行うオン／オフ駆動のオン期間を、時間の経過とともに長くするソフトスタート部を含むことを特徴とする。この構成によれば、ソフトスタート部はオン／オフ駆動のオン期間を時間の経過とともに長くするので、放電電流が流れやすくなる。したがって、過電流や過熱を防止しながら、放電期間を短くすることができる。

電力変換装置の構成例を模式的に示す図である。 スイッチング素子の構成例を示す回路図である。 放電時駆動回路の構成例を模式的に示す図である。 放電時の第１作動例について経時的変化を示すタイムチャートである。 インバータ回路への適用例を示す図である。 コンバータ回路への適用例を示す図である。 放電時の第２作動例について経時的変化を示すタイムチャートである。

以下では、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。また、連続符号は記号「〜」を用いて簡略化する。例えば「スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６」は「スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６」を意味する。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。電力変換装置で変換した電力を出力する「出力機器」は任意に適用可能であるが、その一例として車両用の発電電動機（エンジン始動および発電の双方が行える機器）を適用した場合を説明する。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は、本発明を実現する電力変換装置の構成例について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１には電力変換装置の第１構成例を模式的に示す。図２にはスイッチング素子の具体的な構成例を回路図で示す。図３には放電時駆動回路の構成例を模式的に示す。図４には放電時の第１作動例について経時的変化をタイムチャートで示す。

まず、電力変換装置の構成例について、図１を参照しながら説明する。図１に示す電力変換装置は、電力源Ｅｓから供給される電力を変換して出力する機能を担う。この電力変換装置は、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄ、放電時駆動回路Ｍｂ、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄ、ダイオードＤｕ，Ｄｄなどを有する。これらの要素のうち、通常時駆動回路Ｍｕはスイッチング素子Ｑｕに対応して備え、通常時駆動回路Ｍｄはスイッチング素子Ｑｄに対応して備える。これに対して放電時駆動回路Ｍｂは、上下に直列接続されるスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄを１組として、１組ごとに対応して備える。他の要素については、電力変換装置内に一以上を備えていればよい。

電力源Ｅｓとバックアップ電源Ｅｂとは、別個の電力供給源である。電力源Ｅｓは、例えば直流電源（バッテリー等），システム電源，コンバータ回路などが該当する。バックアップ電源Ｅｂは、電力源Ｅｓと並行して常時に電力を供給する構成と、何らかの遮断要因（例えば電力供給用ケーブルの断線等）によって電力源Ｅｓから電力が供給できなくなる事態が発生したときに非常用の電力を供給する構成とのうちで、一方または双方の構成が該当する。後者の構成は、例えば図示する平滑コンデンサＣａｖに蓄積された電荷（すなわち電力）を供給源として、所要の電圧や電流に変換して供給する。

平滑コンデンサＣａｖは、電力源Ｅｓから供給される電力（特に電圧）を平滑する機能を担う。電荷の蓄積と放電（放出）が可能な素子であればよく、他には例えばキャパシタ等を適用してもよい。この平滑コンデンサＣａｖの接続位置は任意であり、電力変換装置内のみならず、電力源Ｅｓ内や、電力源Ｅｓと電力変換装置との間等でもよい、
通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄは、それぞれ通常時（出力機器に出力するために電力変換を行う時期）に駆動され、コントローラＣＵから端子Ｐｕ，Ｐｄに入力される指令信号に基づいて駆動信号をスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの制御端子（例えばゲート端子やベース端子等）に出力し、当該スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄのオン／オフを個別に制御する。この通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄは、図示しない通常時駆動用電源から供給される電力（電圧Ｖｓ）を受けて作動する。この通常駆動用電源は安定化回路等を含み、例えば電力源Ｅｓ等から供給される電力を受けて、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが作動可能な電力（電圧や電流）に変換して安定的に供給する。駆動信号にはスイッチング素子を駆動可能な任意の信号を適用することができ、例えばパルス幅変調信号（ＰＷＭ）やパルス周波数変調信号（ＰＦＭ）などが該当する。

放電時駆動回路Ｍｂは、放電時（通常時以外の時期であって平滑コンデンサＣａｖに蓄積された電荷の放電を行う時期）に駆動され、駆動信号をスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの各制御端子（ゲート端子）に出力し、当該スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄのオン／オフを個別に制御する。この放電時駆動回路Ｍｂは、バックアップ電源Ｅｂから供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動し、搬送波生成部Ｍｂ１，パルス信号生成部Ｍｂ２，駆動信号生成部Ｍｂ３，ソフトスタート部Ｍｂ４，ピークホールド部Ｍｂ５などを備える。各要素の具体的な機能作用については後述する（図３を参照）。

放電時駆動回路Ｍｂが出力する駆動信号は、コントローラＣＵから端子Ｐｂに入力される指令信号に基づいて行う構成と、放電時駆動回路Ｍｂが自らの判断に基づいて行う構成（以下では「能動構成」と呼ぶ。）のうちで一方または双方で実現する。能動構成は、例えば二点鎖線で図示するように、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄに供給される電力（電圧Ｖｓ）を監視し、当該電力（電圧Ｖｓ）が通常値から変化して所定閾値（例えば３[Ｖ]等）に達すると、自発的に駆動信号をスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに出力する。

スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄは上下に直列接続され、オン／オフのスイッチングによって電力を変換する機能を担う。スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄには、例えばＩＧＢＴやパワートランジスタ等のようにスイッチング機能を有する半導体素子を用いる。本発明を実現するうえで、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄを含む具体的な回路例については後述する（図２を参照）。ダイオードＤｕ，Ｄｄは、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの入力端子（例えばソース端子やコレクタ端子等）と出力端子（例えばドレイン端子やエミッタ端子等）との間に並列接続され、いずれも還流（フリーホイール）ダイオードとして機能する。

コントローラＣＵは、上述した電力変換装置や、他の装置や回路等について全体の作動を司る機能を担う。この機能を実現する限りにおいてコントローラＣＵの構成は任意であり、例えば車両に搭載する電子制御ユニット（ＥＣＵ）が該当する。図１の例では、通常時駆動回路Ｍｕや放電時駆動回路Ｍｂに対して個別に指令信号を伝達し、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄのオン／オフを駆動させる。

上述したスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄを含む具体的な回路例について、図２を参照しながら説明する。図２には、スイッチング素子Ｑｎを中心とする回路例を示す。スイッチング素子Ｑｎはスイッチング素子Ｑｕやスイッチング素子Ｑｄを個々に代表する。同様にして、ダイオードＤｎはダイオードＤｕやダイオードＤｄを個々に代表する。なお、後述する図５や図６に示すスイッチング素子およびダイオードについても同様である。

図１に示すスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに対するダイオードＤｕ，Ｄｄと同様にして、スイッチング素子Ｑｎの入力端子（例えばソース端子やコレクタ端子等）と出力端子（例えばドレイン端子やエミッタ端子等）との間にはダイオードＤｎが並列接続される。感温ダイオードＤｔｎは、スイッチング素子Ｑｎの内部に備えるか、あるいはスイッチング素子Ｑｎの表面（一以上の面）に接触させて用いられる。スイッチング素子Ｑｎに備えるセンス端子Ｐｓｎと出力端子との間には、抵抗器Ｒｎを接続する。

感温ダイオードＤｔｎは、温度に応じて端子間電圧（電圧Ｖｔｎ）が変化する一以上のダイオードを直列接続して構成される。この感温ダイオードＤｔｎは、アノード側を電力供給源（例えばバックアップ電源Ｅｂ等）に接続し、カソード側をスイッチング素子Ｑｎの出力端子に接続する。感温ダイオードＤｔｎには電力供給源から定電流が供給され、感温ダイオードＤｔｎの両端にかかる電圧Ｖｔｎは温度Ｔｎに相関する。

スイッチング素子Ｑｎの制御端子（例えばゲート端子等やベース端子）と出力端子との間には、スイッチング素子Ｑｎを駆動させるために制御電圧Ｖｇｎを印加する。制御電圧Ｖｇｎの大きさに応じて、スイッチング素子Ｑｎの入力端子から出力端子を経て流れる電流Ｉの大きさが変化し、さらにセンス端子Ｐｓｎから流れるセンス電流Ｉｓｎの大きさも変化する。センス電流Ｉｓｎが流れる抵抗器Ｒｎの両端には、当該センス電流Ｉｓｎと相関するセンス電圧Ｖｓｎが生じる。このセンス電圧Ｖｓｎは、スイッチング素子Ｑｎを流れる電流のピーク電流値を表す指標としてピークホールド部Ｍｂ５に入力される。

次に、放電時駆動回路Ｍｂの具体的な構成例について、図３を参照しながら説明する。図３に示す構成例は、「一方のスイッチング素子」に上アームのスイッチング素子Ｑｕを適用し、「他方のスイッチング素子」に下アームのスイッチング素子Ｑｄを適用した例である（図４についても同様）。なお、図３には説明に必要な要素のみを図示する。

搬送波生成部Ｍｂ１は、搬送波となる搬送波信号Ｓｂ１を生成し、パルス信号生成部Ｍｂ２に出力する。搬送波には任意の波形が適用可能であり、例えば三角波，正弦波（余弦波），ノコギリ波などが該当する。単波に限らず、二以上の波形を合成した合成波を用いてもよい。電流Ｉや温度Ｔ等の切換条件に応じて、波形を切り換える構成としてもよい。平滑コンデンサＣａｖや外部環境等に応じて適切な波形を選択するのが望ましい。搬送波の周波数は任意に設定可能であるが、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが出力する駆動信号の周波数よりも高い周波数で搬送波信号Ｓｂ１を生成するのが望ましい。

パルス信号生成部Ｍｂ２は、二つの信号に基づいてパルス信号Ｓｂ５を生成し、駆動信号生成部Ｍｂ３に出力する。パルス信号Ｓｂ５はパルス幅変調信号（ＰＷＭ）であるが、パルス周波数変調信号（ＰＦＭ）を生成してもよい。二つの信号のうちで、一方の信号は搬送波信号Ｓｂ１である。他方の信号はソフトスタート部Ｍｂ４やピークホールド部Ｍｂ５から出力される信号に基づく基本波信号Ｓｂ４であり、詳細は後述する。

駆動信号生成部Ｍｂ３は、パルス信号Ｓｂ５に基づいて、複数のスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄを個別に駆動する駆動信号Ｓ１，Ｓ２を生成して伝達する。この駆動信号生成部Ｍｂ３には、パルス信号Ｓｂ５を分周する分周機能や、スイッチング素子の制御電圧となるパルス信号Ｓｂ５のピーク電圧値を変化させる電圧変化機能などを備えてもよい。

ソフトスタート部Ｍｂ４は、オン期間（図３の例ではスイッチング素子Ｑｕがオン駆動される期間）を時間の経過とともに長くするための期間変更信号Ｓｂ２を出力する。期間変更信号Ｓｂ２の波形は、オン期間が次第に長くなるようにする波形であれば、任意に設定可能である。例えば初期電圧を「Ｖｏ」とし、時間を「ｔ」とする減衰曲線式〔Ｖｏ・ｅ^−ｔ〕に従う波形などが該当する。

ピークホールド部Ｍｂ５は、上下に直列接続されたスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに流れる電流Ｉのピーク電流値を一時的に保持し、ピーク電流値に対応するピーク電流値信号Ｓｂ３を出力する。ピーク電流値の保持は、無期限としてもよく、保持期間を設定してもよい。後者の保持期間を設定する場合は、例えば１〜１００[ｍｓ]等が該当する。保持期間は、電流Ｉや温度Ｔ等の条件に従って放電時に伸縮させる構成としてもよい。

基本波信号Ｓｂ４について説明する。この基本波信号Ｓｂ４は、ソフトスタート部Ｍｂ４が出力する期間変更信号Ｓｂ２のみとしてもよく、ピークホールド部Ｍｂ５が出力するピーク電流値信号Ｓｂ３のみとしてもよく、期間変更信号Ｓｂ２とピーク電流値信号Ｓｂ３とを合成した信号としてもよい。ソフトスタート部Ｍｂ４とピークホールド部Ｍｂ５が信号を出力するタイミング（期間）をずらすと、単独信号になる（図４を参照）。

図３の構成例では、ダイオードＤｂ１とダイオードＤｂ２とを用いて、信号の逆流防止を兼ねた論理和回路を構成する。すなわち、ダイオードＤｂ１のアノード端子をソフトスタート部Ｍｂ４の出力端子に接続し、ダイオードＤｂ２のアノード端子をピークホールド部Ｍｂ５の出力端子に接続し、ダイオードＤｂ１，Ｄｂ２の各カソード端子を接続する接続点をパルス信号生成部Ｍｂ２の入力端子に接続する。この構成による基本波信号Ｓｂ４は、期間変更信号Ｓｂ２とピーク電流値信号Ｓｂ３とを合成した合成信号になる。

なお、搬送波生成部Ｍｂ１，パルス信号生成部Ｍｂ２，駆動信号生成部Ｍｂ３，ソフトスタート部Ｍｂ４，ピークホールド部Ｍｂ５は、いずれも各自の機能を満たす限りにおいて任意に構成できる。すなわち、ＣＰＵを中心にプログラム実行で作動する構成としてもよく、回路素子からなるハードウェアによって作動する構成としてもよい。

上述のように構成された電力変換装置の作動例について、図４を参照しながら説明する。横軸には時間を示し、経過とともに右方向に進む。縦軸には、上から順番に、電力源Ｅｓの供給電圧、通常時駆動回路Ｍｕ（Ｍｄ）からスイッチング素子Ｑｕ（Ｑｄ）に伝達する駆動信号、バックアップ電源Ｅｂの供給電圧、ソフトスタート部Ｍｂ４が出力する期間変更信号Ｓｂ２、ピークホールド部Ｍｂ５が出力するピーク電流値信号Ｓｂ３、放電時駆動回路Ｍｂから上アームのスイッチング素子Ｑｕに伝達する駆動信号Ｓ１，Ｓ２についての各変化を示す。なお図示しないが、図３に示す搬送波生成部Ｍｂ１は所定周波数（例えば５０〜２００[ＫＨｚ]）の三角波を搬送波信号Ｓｂ１として出力する。

時刻ｔ１までは電力源Ｅｓから電力（電圧Ｖｓ）が供給され、通常時駆動回路Ｍｕ（Ｍｄ）はコントローラＣＵからの指令信号に基づいてスイッチング素子Ｑｕ（Ｑｄ）に駆動信号を伝達している。この駆動信号は、最大電圧を電圧Ｖｃとし、指令された周波数Ｆｃとするパルス信号である。電圧Ｖｃは、閾値電圧Ｖｔから飽和電圧Ｖｍまでの間（すなわちＶｔ≦Ｖｃ≦Ｖｍ）である。閾値電圧Ｖｔは例えば７[Ｖ]であり、飽和電圧Ｖｍは例えば１５[Ｖ]である。これに対して、バックアップ電源Ｅｂからは電力（電圧Ｖｂ）が供給されていない。そのため、放電時駆動回路Ｍｂは作動せず、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄには駆動信号を伝達しない。

時刻ｔ１になると、何らかの遮断要因（例えば電力供給用ケーブルの断線等）によって電力源Ｅｓから電力が供給されなくなったので、バックアップ電源Ｅｂが電力（電圧Ｖｂ）を供給し始める。この電力の供給を受ける放電時駆動回路Ｍｂは、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに対して個別に駆動信号を伝達する。上アームのスイッチング素子Ｑｕに伝達する駆動信号Ｓ１は、最大電圧を閾値電圧Ｖｔとし、オン／オフ駆動を行うためのパルス信号である。下アームのスイッチング素子Ｑｄに伝達する駆動信号Ｓ２は、スイッチング素子Ｑｄを常時オンさせるため、一定値の飽和電圧Ｖｍである。

図４に示す制御例では、放電時駆動回路Ｍｂが上アームのスイッチング素子Ｑｕに伝達する駆動信号Ｓ１は、次のように変化する。第１期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）、第２期間（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）、第３期間（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）に分けられ、期間ごとに以下に説明する。なお時刻ｔ４には、基底電位Ｎを基準とする平滑コンデンサＣａｖ両端の電位差（ＶＨ）が低下する等の要因によって、バックアップ電源Ｅｂから電力の供給が停止している。

第１期間は、ソフトスタート部Ｍｂ４が期間変更信号Ｓｂ２を出力するので、時刻ｔ１の直後は極小期間（例えば５〜２０[μｓ]等）でオンし、時間の経過とともにオン期間が次第に長くなるパルス信号となる。第２期間と第３期間は、ピークホールド部Ｍｂ５がピーク電流値信号Ｓｂ３を出力する。第２期間では電流値Ｉｐ１に対応する電圧値Ｖｐ１になり、第３期間では電流値Ｉｐ２（ただしＩｐ２＜Ｉｐ１）に対応する電圧値Ｖｐ２（ただしＶｐ２＜Ｖｐ１）になっている。そのため、第２期間は周波数Ｆｂ１のパルス信号とし、第３期間は周波数Ｆｂ１よりも高い周波数Ｆｂ２（すなわちＦｂ２＞Ｆｂ１）のパルス信号にしている。なお、各期間にかかる周波数の大小関係は一例であり、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄを流れる電流Ｉの大きさに応じて変わる。ただし、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが出力する駆動信号の周波数Ｆｃよりも高い（すなわちＦｂ２＞Ｆｂ１＞Ｆｃ）。

上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１，２に対応し、少なくとも放電時には電力を供給するバックアップ電源Ｅｂと、上下に直列接続されたスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄのうちで一方のスイッチング素子Ｑｕを通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが出力する駆動信号よりもオン期間を短くしてオン／オフ駆動し、他方のスイッチング素子Ｑｄを常時オンするように駆動して、平滑コンデンサＣａｖに蓄積された電荷を放電する放電時駆動回路Ｍｂとを備える構成とした（図１，図４を参照）。この構成によれば、他方のスイッチング素子Ｑｄを常時オンするように駆動することにより、熱の発生を一方のスイッチング素子Ｑｕに集中させるので、許容温度値を超えて過熱しないように制御できる。また、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが出力する駆動信号よりもオン期間を短く制御するので、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに過電流が流れる確率を低く抑えることができる。すなわち、過電流や過熱の要因となるスイッチング素子を一方のスイッチング素子Ｑｕに特定するので、過電流や過熱をより確実に防止することができる。したがって、平滑コンデンサＣａｖに蓄積された電荷を放電させる場合、熱の発生を少なく抑えるとともに電流を少なく抑えられるので、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄ等の損傷を防止することができる。電力源Ｅｓが停止した場合でも実現されるので、フェールセーフ機能を向上できる。

請求項１に対応し、さらに放電時駆動回路Ｍｂはピークホールド部Ｍｂ５と駆動信号生成部Ｍｂ３とを含む構成とした（図３を参照）。この構成によれば、ピークホールド部Ｍｂ５がスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに流れる電流のピーク電流値を一時的に保持するので、オン期間がどんなに短くてもピーク電流値を正確に検出することができる。こうして保持されたピーク電流値に基づいて、駆動信号生成部Ｍｂ３が駆動信号を生成するので、過電流をより確実に防止することができる。

請求項２に対応し、さらに放電時駆動回路Ｍｂはピークホールド部Ｍｂ５，搬送波生成部Ｍｂ１，パルス信号生成部Ｍｂ２および駆動信号生成部Ｍｂ３を含む構成とした（図３を参照）。この構成によれば、ピークホールド部Ｍｂ５によって保持されるピーク電流値は一定値で維持されるので、パルス信号生成部Ｍｂ２は搬送波と基本波とが交差するタイミングでオン／オフが切り換わるパルス信号Ｓｂ５を生成する。このパルス信号Ｓｂ５に基づいて図４に示す駆動信号Ｓ１がスイッチング素子Ｑｕに伝達されてオン／オフ駆動される。搬送波を一定の周波数で生成することによって、生成されるパルス信号Ｓｂ５の時間精度が向上する。このパルス信号Ｓｂ５に基づいて生成する駆動信号Ｓ１によって一方のスイッチング素子Ｑｕをオン／オフ駆動するので、過電流や過熱をより確実に防止できる。

請求項３に対応し、搬送波生成部Ｍｂ１は、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが出力する駆動信号の周波数よりも高い周波数で搬送波を生成する構成とした（図３，図４を参照）。この構成によれば、周波数が高くなるにつれてパルス信号の時間精度も向上してゆくので、通常時駆動回路Ｍｕ，Ｍｄが出力する駆動信号の周波数よりも高い周波数で搬送波を生成することで、過電流や過熱をさらに確実に防止することができる。

請求項４に対応し、放電時駆動回路Ｍｂは、一方のスイッチング素子Ｑｕに対して行うオン／オフ駆動のオン期間を、時間の経過とともに長くするソフトスタート部Ｍｂ４を含む構成とした（図４の駆動信号Ｓ１；特に時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間を参照）。この構成によれば、ソフトスタート部Ｍｂ４はオン／オフ駆動のオン期間を時間の経過とともに長くするので、電流が流れやすくなる。したがって、過電流や過熱を防止しながら、放電期間を短くすることができる。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は、実施の形態１で示した構成例をインバータ回路に適用した例であり、図５を参照しながら説明する。説明を簡単にするために、実施の形態２では実施の形態１と異なる点について説明する。よって、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示すインバータ回路２０は、一以上の電力変換部２１，２２，…を有し、給電機能および送電機能のうち一方または双方の機能を実現可能に構成される。給電機能は、直流電源Ｅ１からコンバータ回路１０を介して供給される直流電力（電圧ＶＨ；例えば６５０[Ｖ]等）を三相交流電力に変換し、対応する発電電動機３１，３２，…に供給する機能である。送電機能は、対応する発電電動機３１，３２，…が発電した三相交流電力を整流し、コンバータ回路１０を介して直流電源Ｅ１に還流する機能である。直流電源Ｅ１の出力端子側には平滑用のコンデンサＣ１が接続される。コンバータ回路１０とインバータ回路２０との間や、コンバータ回路１０内、あるいはインバータ回路２０内のいずれかには平滑用のコンデンサＣ２が接続される。インバータ回路２０の電力変換部２１，２２，…は同一構成であるので、以下では電力変換部２１を代表して説明する。

電力変換部２１は、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ６、抵抗器Ｒ１〜Ｒ６などを有する。通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ３ａ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３、ダイオードＤ１〜Ｄ３、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３などは上アームに配置される。通常時駆動回路Ｍ４ａ〜Ｍ６ａ、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６、ダイオードＤ４〜Ｄ６、抵抗器Ｒ４〜Ｒ６などは下アームに配置される。

通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ３ａは、それぞれスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の出力端子を基準電位として通常時駆動用電源から供給される電力（電圧Ｖａ）を受けて作動する。通常時駆動回路Ｍ４ａ〜Ｍ６ａは、それぞれスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の出力端子を基準電位として通常時駆動用電源から供給される電力（電圧Ｖｃ）を受けて作動する。これらの通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａは、それぞれＥＣＵ４０から個別に端子Ｐ１ａ〜Ｐ６ａに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子に駆動信号を出力する。

放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂは、バックアップ電源Ｅｂから供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動する。これらの放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂは、それぞれＥＣＵ４０から個別に端子Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子に駆動信号を出力する。なお、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂは、電力変換部２１内に一以上を備えればよい。図５の構成例ではＶ相内に実線で示す放電時駆動回路Ｍ２ｂを備えるが、Ｕ相のみ（放電時駆動回路Ｍ１ｂ）、Ｗ相のみ（放電時駆動回路Ｍ３ｂ）、いずれか選択する二相（例えばＵ相とＶ相）、三相全部のいずれに放電時駆動回路を備えてもよい。

通常時駆動用電源は一つ備える形態でもよく、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａごとに対応して複数備える形態でもよい。バックアップ電源Ｅｂについても同様であり、図５に示すように一つ備える形態でもよく、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂごとに対応して複数備える形態でもよい。なお、上述した電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、同じ電圧となる場合に限らず、基準電位の相違によって異なる電圧となる場合もある。

スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、それぞれ図２に示すスイッチング素子Ｑｎに相当し、例えばセンス端子Ｐｓ１〜Ｐｓ６を備えたＩＧＢＴを用いる。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の入力端子と出力端子との間に並列接続されるダイオードＤ１〜Ｄ６は、それぞれ還流（フリーホイール）ダイオードとして機能する。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６の各出力端子は、基底電位Ｎに接続する。センス端子Ｐｓ４〜Ｐｓ６と基底電位Ｎとの間は、それぞれ抵抗器Ｒ４〜Ｒ６を接続する。抵抗器Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の各出力端子と接続する。基底電位Ｎは電力変換部２１内で共通する電位（同電位グランド）であり、接地された場合には０[Ｖ]になる。

電力変換部２１内の回路素子は、一点鎖線で囲って示すように三相（本形態ではＵ相，Ｖ相，Ｗ相）に分けられ、ＥＣＵ４０によって相ごとに作動が制御される。Ｕ相は、通常時駆動回路Ｍ１ａ，Ｍ４ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４、ダイオードＤ１，Ｄ４、抵抗器Ｒ１，Ｒ４などで構成される。Ｖ相は、通常時駆動回路Ｍ２ａ，Ｍ５ａ、放電時駆動回路Ｍ２ｂ、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５、ダイオードＤ２，Ｄ５、抵抗器Ｒ２，Ｒ５などで構成される。Ｗ相は、通常時駆動回路Ｍ３ａ，Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ３ｂ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６、ダイオードＤ３，Ｄ６、抵抗器Ｒ３，Ｒ６などで構成される。Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４は、上下に直列接続されてハーフブリッジを構成する。Ｖ相のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５と、Ｗ相のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とについても同様に、上下に直列接続されてハーフブリッジを構成する。ハーフブリッジの各接続点と発電電動機３１の三相端子とは、線路Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗによって相ごとに接続される。線路ＫｕにはＵ相電流Ｉｕが流れ、線路ＫｖにはＶ相電流Ｉｖが流れ、線路ＫｗにはＷ相電流Ｉｗが流れる。

ＥＣＵ４０は、コンバータ回路１０やインバータ回路２０等について全体の作動を司る。このＥＣＵ４０は、例えばＣＰＵ（マイコンを含む）によってソフトウェア制御を行う構成としてもよく、ＩＣ（ＬＳＩやゲートアレイ等を含む）やトランジスタ等の電子部品を用いてハードウェア制御を行う構成としてもよい。

実施の形態１との関連は次のようになる。電力変換部２１は「電力変換装置」に相当する。直流電源Ｅ１，コンデンサＣ１およびコンバータ回路１０は「電力源Ｅｓ」に相当する。コンデンサＣ２は「平滑コンデンサＣａｖ」に相当する。上アームのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５はそれぞれ「スイッチング素子Ｑｕ」に相当し、下アームのスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６はそれぞれ「スイッチング素子Ｑｄ」に相当する。ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５はそれぞれ「ダイオードＤｕ」に相当し、ダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ６はそれぞれ「ダイオードＤｄ」に相当する。通常時駆動回路Ｍ１ａ，Ｍ３ａ，Ｍ５ａはそれぞれ「通常時駆動回路Ｍｕ」に相当し、通常時駆動回路Ｍ２ａ，Ｍ４ａ，Ｍ６ａはそれぞれ「通常時駆動回路Ｍｄ」に相当する。放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂはそれぞれ「放電時駆動回路Ｍｂ」に相当する。ＥＣＵ４０は「コントローラＣＵ」に相当する。

電力変換部２１は、次のように作動する。通常時は、ＥＣＵ４０から端子Ｐ１ａ〜Ｐ６ａに個別に入力される指令信号に基づいて通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａから駆動信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子に伝達され、コンバータ回路１０から供給される電力を変換し、発電電動機３１に出力する。放電時は、ＥＣＵ４０から端子Ｐ２ｂ，Ｐ５ｂに個別に入力される指令信号に基づいて、あるいは放電時駆動回路Ｍ２ｂが自発的に、駆動信号をスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の制御端子に個別に伝達する。すなわち図３に示すように、スイッチング素子Ｑ２には上アームの信号を伝達し、スイッチング素子Ｑ５には下アームの信号を伝達することで、コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電する。

上述した実施の形態２に示すインバータ回路２０（電力変換部２１，２２，…）は、実施の形態１に示す放電時駆動回路Ｍｂを放電時駆動回路Ｍ２ｂとして適用するので、当該実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は、実施の形態１で示した構成例をコンバータ回路に適用した例であり、図６を参照しながら説明する。なお、図示および説明を簡単にするために実施の形態３では実施の形態１と異なる点について説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示すコンバータ回路１０は、電力源Ｅｓから供給される電力（電圧ＶＬ）を昇圧して出力する昇圧機能を担う。このコンバータ回路１０は、通常時駆動回路Ｍ１１，Ｍ１２、放電時駆動回路Ｍｂ、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２、インダクタＬ１０、抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２などを有する。

通常時駆動回路Ｍ１１は、スイッチング素子Ｑ１１の出力端子を基準電位として通常時駆動用電源から供給される電力（電圧Ｖａ）を受けて作動する。通常時駆動回路Ｍ１２は、スイッチング素子Ｑ１２の出力端子を基準電位として通常時駆動用電源から供給される電力（電圧Ｖｃ）を受けて作動する。これらの通常時駆動回路Ｍ１１，Ｍ１２は、それぞれＥＣＵ４０から個別に端子Ｐ１１，Ｐ１２に入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の制御端子に駆動信号を出力する。

放電時駆動回路Ｍｂは、バックアップ電源Ｅｂから供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動する。この放電時駆動回路Ｍｂは、ＥＣＵ４０から個別に端子Ｐｂに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の制御端子に駆動信号を出力する。なお電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、実施の形態２と同様に同じ電圧となる場合に限らず、基準電位の相違によって異なる電圧となる場合もある。

スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２は、上下に直列接続されてハーフブリッジを構成している。このスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２には、例えばセンス電流を出力するセンス端子Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を備えたＩＧＢＴを用いる。センス端子Ｐｓ１２と基底電位Ｎとの間には、抵抗器Ｒ１２を接続する。抵抗器Ｒ１１は、センス端子Ｐｓ１１と、スイッチング素子Ｑ１２の入力端子との中間接続点との間に接続される。この中間接続点は、さらにインダクタＬ１０を介して電力源Ｅｓのプラス電極に接続する。このインダクタＬ１０には、例えばチョークコイルを用いる。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の入力端子と出力端子との間に並列接続されるダイオードＤ１１，Ｄ１２は、それぞれ還流（フリーホイール）ダイオードとして機能する。スイッチング素子Ｑ１２の出力端子は、電力源Ｅｓのマイナス電極（すなわち基底電位Ｎ）に接続する。

実施の形態１との関連は次のようになる。コンバータ回路１０は「電力変換装置」に相当する。スイッチング素子Ｑ１１は「スイッチング素子Ｑｕ」に相当し、スイッチング素子Ｑ１２は「スイッチング素子Ｑｄ」に相当する。ダイオードＤ１１は「ダイオードＤｕ」に相当し、ダイオードＤ１２は「ダイオードＤｄ」に相当する。通常時駆動回路Ｍ１１は「通常時駆動回路Ｍｕ」に相当し、通常時駆動回路Ｍ１２は「通常時駆動回路Ｍｄ」に相当する。ＥＣＵ４０は「コントローラＣＵ」に相当する。

図６のように構成されたコンバータ回路１０では、次のように作動する。通常時は、ＥＣＵ４０から端子Ｐ１１，Ｐ１２に個別に入力される指令信号に基づいて通常時駆動回路Ｍ１１，Ｍ１２から駆動信号がスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の制御端子に伝達され、電力源Ｅｓから供給される電力を変換（昇圧）して出力する。放電時は、ＥＣＵ４０から端子Ｐｂに入力される指令信号に基づいて、あるいは放電時駆動回路Ｍｂが自発的に、駆動信号をスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の制御端子に個別に伝達する。すなわち図４に示すように、スイッチング素子Ｑ１１には上アームの駆動信号Ｓ１を伝達し、スイッチング素子Ｑ１２には下アームの駆動信号Ｓ２を伝達することで、平滑コンデンサＣａｖに蓄積された電荷を放電する。

上述した実施の形態３に示すコンバータ回路１０は、実施の形態１に示す放電時駆動回路Ｍｂを適用するので、当該実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１〜３では、上アームのスイッチング素子Ｑｕをオン／オフ駆動し、下アームのスイッチング素子Ｑｄを常時オンするように制御する構成とした（図４を参照）。この形態に代えて、下アームのスイッチング素子Ｑｄをオン／オフ駆動し、上アームのスイッチング素子Ｑｕを常時オンするように制御する構成としてもよい。上下のスイッチング素子の入れ換えるに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、一方（上アーム）のスイッチング素子Ｑｕをオン／オフ駆動し、他方（下アーム）のスイッチング素子Ｑｄを常時オンするように制御する構成とした（図４を参照）。この形態に代えて、切換条件を満たすとき、オン／オフ駆動を行うスイッチング素子と、常時オンする駆動を行うスイッチング素子とを切り換える制御を行う構成としてもよい。切換条件は任意に設定してよい。例えば図７に示す制御例では、ピークホールド部Ｍｂ５が出力するピーク電流値信号Ｓｂ３にかかる電圧値が変化することが切換条件である。すなわち、電圧値Ｖｐ１から電圧値Ｖｐ２に低下する時刻ｔ３になると、オン／オフ駆動を行うスイッチング素子を下アームに切り換え、常時オンするスイッチング素子を上アームに切り換えている。オン／オフ駆動を行うスイッチング素子で温度が上昇しやすいことから、切り換えを行うことによって温度上昇を低減することが可能になる。したがって、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、電流Ｉを監視して駆動信号Ｓ１，Ｓ２を変化させるように制御する構成とした（図４を参照）。この形態に代えて、電流Ｉとともに温度Ｔｎを監視して駆動信号Ｓ１，Ｓ２を変化させるように制御する構成としてもよい。この場合、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄを流れる電流Ｉが許容電流値を超えないように、かつ、スイッチング素子Ｑｕの温度Ｔｎが許容温度値を超えないように制御できればよい。この構成でも実施の形態１〜３の場合と同様に、放電時駆動回路Ｍｂによってスイッチング素子Ｑｕが許容温度値を超えないように保護され、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに流れる電流が許容電流値を超えないように保護される。したがって、スイッチング素子Ｑｕ等の損傷をより確実に防止できる。

上述した実施の形態１〜３では、電力変換装置（インバータ回路２０やコンバータ回路１０を含む）内にバックアップ電源Ｅｂを備える構成とした（図１，図５，図６を参照）。この形態に代えて、バックアップ電源Ｅｂを電力変換装置の外部に備え、バックアップ電源Ｅｂから供給される電力を接続端子等を通じて放電時駆動回路Ｍｂ（放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂを含む）に供給する構成としてもよい。放電時に確実に電圧Ｖｂを供給を受けることにより、平滑コンデンサＣａｖ（コンデンサＣ２を含む）に蓄積された電荷を放電するとともに、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

Ｅｓ 電力源
Ｅｂ バックアップ電源
Ｃａｖ 平滑コンデンサ（キャパシタ）
Ｍｕ，Ｍｄ 通常時駆動回路
Ｍｂ 放電時駆動回路
Ｍｂ１ 搬送波生成部
Ｍｂ２ パルス信号生成部
Ｍｂ３ 駆動信号生成部
Ｍｂ４ ソフトスタート部
Ｍｂ５ ピークホールド部
Ｑｕ，Ｑｄ スイッチング素子
ＣＮ コントローラ
１０ コンバータ回路（電力変換装置）
２０ インバータ回路（電力変換装置）
２１，２２，… 電力変換部
３１，３２，… 発電電動機
４０ ＥＣＵ（コントローラ）
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ（キャパシタ）
Ｍ１ａ〜Ｍ６ａ，Ｍ１１，Ｍ１２ 通常時駆動回路
Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂ 放電時駆動回路
Ｑ１〜Ｑ６，Ｑ１１，Ｑ１２ スイッチング素子

Claims (4)

1. 電力源から電力が供給され、上下に直列接続されて前記電力を変換する複数のスイッチング素子と、前記電力を受けて作動して前記複数のスイッチング素子を駆動する通常時駆動回路と、を備える電力変換装置において、
   前記電力源とは別個に設けられ、通常時および放電時のうちで少なくとも前記放電時には電力を供給するバックアップ電源と、
   前記放電時に前記バックアップ電源から供給される電力を受けて作動し、上下に直列接続されたスイッチング素子のうちで一方のスイッチング素子を前記通常時駆動回路が出力する駆動信号よりもオン期間を短くしてオン／オフ駆動し、他方のスイッチング素子を常時オンして、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電時駆動回路とを有し、
   前記放電時駆動回路は、
   前記スイッチング素子に流れる電流を検出するにあたってピーク電流値を一時的に保持するピークホールド部と、
   前記ピークホールド部によって保持される前記ピーク電流値に基づいて、前記複数のスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   を含むことを特徴とする電力変換装置。
2. 電力源から電力が供給され、上下に直列接続されて前記電力を変換する複数のスイッチング素子と、前記電力を受けて作動して前記複数のスイッチング素子を駆動する通常時駆動回路と、を備える電力変換装置において、
   前記電力源とは別個に設けられ、通常時および放電時のうちで少なくとも前記放電時には電力を供給するバックアップ電源と、
   前記放電時に前記バックアップ電源から供給される電力を受けて作動し、上下に直列接続されたスイッチング素子のうちで一方のスイッチング素子を前記通常時駆動回路が出力する駆動信号よりもオン期間を短くしてオン／オフ駆動し、他方のスイッチング素子を常時オンして、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する放電時駆動回路とを有し、
   前記放電時駆動回路は、
   前記スイッチング素子に流れる電流を検出するにあたってピーク電流値を一時的に保持するピークホールド部と、
   搬送波を生成する搬送波生成部と、
   前記ピークホールド部によって保持される前記ピーク電流値と、前記搬送波生成部によって生成される前記搬送波とに基づいて、前記搬送波の周波数に応じたパルス幅のパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
   前記パルス信号生成部によって生成されるパルス信号に基づいて、前記複数のスイッチング素子を個別に駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   を含むことを特徴とする電力変換装置。
3. 前記搬送波生成部は、前記通常時駆動回路が出力する駆動信号の周波数よりも高い周波数で前記搬送波を生成することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記放電時駆動回路は、前記一方のスイッチング素子に対して行うオン／オフ駆動のオン期間を、時間の経過とともに長くするソフトスタート部を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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